SU1203663A1 - D.c.voltage converter - Google Patents
D.c.voltage converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1203663A1 SU1203663A1 SU843785170A SU3785170A SU1203663A1 SU 1203663 A1 SU1203663 A1 SU 1203663A1 SU 843785170 A SU843785170 A SU 843785170A SU 3785170 A SU3785170 A SU 3785170A SU 1203663 A1 SU1203663 A1 SU 1203663A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- transformer
- power
- winding
- output
- switching
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Изобретение позвол ет повысить надежность преобразовател посто нного напр жени путем устранени коммутационных перегрузок силовых трансформаторов, уменьшени динамических потерь и повышени стабильности частоты. Это достигаетс введением в преобразователь синхронизирующего генератора 17, св занного с входом блока 23 принудительного запирани , выход которого соединен с входом силовых транзисторов. В момент коммутации силовых транзисторов на управл ю- ших выходах 24 и 25 блока принудительного запирани по вл етс напр жение под действием импульса с генератора 17. Это напр жение способствует закрыванию силовых транзисторов 1 и 2. В первичной обмотке 3 силового трансформатора протекает ток и в его магнитопроводе накапливаетс энерги , достаточна -дл поддержани неизменной ЭДС самоиндукции в течение времени коммутации. 2 ил. (Л ю о со О5 а оо Сйиг/The invention makes it possible to increase the reliability of a constant voltage converter by eliminating switching overloads of power transformers, reducing dynamic losses and increasing frequency stability. This is achieved by introducing into the converter a synchronization generator 17 associated with the input of the forced locking unit 23, the output of which is connected to the input of the power transistors. At the moment of switching the power transistors, the control outputs 24 and 25 of the forced lock unit appear to be energized by a pulse from the generator 17. This voltage contributes to closing the power transistors 1 and 2. In the primary winding 3 of the power transformer current flows its magnetic core accumulates energy, sufficient to maintain a constant EMF of self-induction during the switching time. 2 Il. (L o about with O5 a oo Siyig /
Description
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитани узлов автоматики, вычислительной техники и средств св зи, в которых требуетс преобразование посто нного напр жени и гальваническое разделение входных и выходных цепей.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply devices for automation units, computing equipment and communication facilities in which DC voltage conversion and galvanic separation of input and output circuits are required.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений на его элементах.FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 - time diagrams of stresses on its elements.
Транзисторный инвертор (фиг. 1) содержит два силовых транзистора 1 и 2, эмиттеры которых объединены и соединены с общей шиной инвертора, а к их коллекторам подключены крайние выводы первичной обмотки 3 выходного трансформатора 4, отвод от средней точки которой соединен с плюсовым выводом источника 5 питани посто нного тока, а минусовой вывод этого источника соединен с обидей шиной инвертора , вторична обмотка 6 выходного трансформатора 4 соединена с нагрузкой 7. Кроме того, устройство содержит цепь 8 положительной обратной св зи, включенную 1арал;1ельно первичной обмотке 3 трансформатора 4 и состо п1.ую из последовательно соединенных балластного резистора 9, управл емого ключевого элемента 10, первичной обмотки 11, переключающего трансформатора 12, вторичные обмотки 13 и 14 которого подключены через базовые резисторы 15 и 16 к переходам база-эмиттер силовых транзисторов 1 и 2, синхронизирующий генератор 17 пр моугольных импульсов, импульсный трансформатор 18, подключенный к выходу генератора 17, выводы вторичной обмотки 19 которого соединены с унравл ющим входом 20 управл емого ключевого элемента 10, а второй вторичной обмотки 21 этого же трансформатора 18 подключены к входу 22 синхронизации блока 23 принудительного за- нирани , выходы 24 и 25 которого подключены к переходам база-эмиттер силовых транзисторов 1 и 2 соответственно, устройство 26 запуска, выход которого соединен с базой силового транзистора 1.The transistor inverter (Fig. 1) contains two power transistors 1 and 2, the emitters of which are combined and connected to the common bus of the inverter, and the extreme terminals of the primary winding 3 of the output transformer 4 are connected to their collectors, the outlet from the midpoint of which is connected to the plus terminal of the source 5 DC power supply, and the minus terminal of this source is connected to the offenses by the inverter bus, the secondary winding 6 of the output transformer 4 is connected to the load 7. In addition, the device contains a positive feedback circuit 8, included 1st parallel; 1 primary winding 3 of transformer 4 and consisting of series-connected ballast resistor 9, controlled key element 10, primary winding 11, switching transformer 12, secondary windings 13 and 14 of which are connected through transitions the base-emitter of power transistors 1 and 2, the synchronizing generator 17 of rectangular pulses, a pulse transformer 18 connected to the output of the generator 17, the conclusions of the secondary winding 19 of which are connected to the control input 20 of a controlled switch element 10, and the second secondary winding 21 of the same transformer 18 are connected to the synchronization input 22 of the forced-drain unit 23, the outputs 24 and 25 of which are connected to the base-emitter junctions of the power transistors 1 and 2, respectively, the startup device 26, the output of which is connected with the base of the power transistor 1.
Инвертор работает следующим образом.The inverter works as follows.
При включении инвертора питающее напр жение с источника 5 посто нного тока поступает на устройство 26 запуска, генератор 17 пр моугольных импульсов и двухтактную инверторную чейку, выполненную на силовых транзисторах 1 и 2. Устройство 26 запуска формирует короткий одиночный импульс напр жени (фиг. 2а), который подаетс на базу силового транзистора 1 в момент времени to. Последний начинает открыватьс и потенциал на его коллекторе уменьшаетс . Пусть в момент времени to генератор 17 также генерирует импульс напр жени (фиг. 2 б), благодар которому ключевой элемент 10 находитс в провод щем состо нии (фиг. 2 в), так как на его управл ющий вход 20 подаетс соответ5When the inverter is turned on, the supply voltage from a constant current source 5 is fed to a start-up device 26, a square pulse generator 17 and a push-pull inverter cell made on power transistors 1 and 2. The start up device 26 forms a short single voltage pulse (Fig. 2a) which is applied to the base of the power transistor 1 at time point to. The latter begins to open and the potential at its collector decreases. Let at time instant to generator 17 also generate a voltage pulse (Fig. 2b), due to which the key element 10 is in the conducting state (Fig. 2c), since its control input 20 is fed to the corresponding 5
ствующий сигнал с вторичной обмотки 19 трансформатора 18. В этот же момент времени с обмотки 21 трансформатора 18 на вход 22 синхронизации блока 23 прину- 5 дительного запирани подаетс такой сигнал, что напр жени на управ,л юидих выводах 24 и 25 не оказывают вли ни на работу силовых транзисторных ключей 1 и 2.signal from the secondary winding 19 of the transformer 18. At the same time, the signal from the winding 21 of the transformer 18 to the synchronization input 22 of the block 23 of the forced locking is such that the control voltage, any outputs 24 and 25 do not affect to work the power transistor switches 1 and 2.
В момент времени to потенциал на коллекторе силового транзистора 1 начинаетAt the moment in time, the potential at the collector of the power transistor 1 starts
О понижатьс , а управл емый ключевой элемент 10 открыт, то но цепи: n;iюсовой вывод источника 5 посто нного тока, лева полуобмотка первичной обмотки 3 выходного трансформатора 4, переход коллектор-О to decrease, and the controlled key element 10 is open, but the circuits are n; i is the output terminal of the dc source 5, left is the half winding of the primary winding 3 of the output transformer 4, the collector junction
эмиттер силового транзисторного ключа 1, обща шина инвертора, минусовой вывод источника 5 посто нного тока, начинает протекать ток. Так как между коллекторами силовых транзисторных ключей 1 и 2 по вилась разность потенциалов, то по the emitter of the power transistor switch 1, the common bus of the inverter, the negative terminal of the DC source 5, current begins to flow. Since the potential difference between the collectors of the power transistor switches 1 and 2,
0 цепи: ключевой элемент 10 балластный резистор 9, первична об.мотка 11 переключающего трансформатора 12, также начинает протекать ток. На вторичной обмотке 13 трансформатора 12 наводитс ЭДС, способствующа открыванию силового транзисторного ключа 1, а на вторичной обмотке 4 - ЭДС, способствующа запиранию транзистора 2. Открываюнла ЭДС enie более приоткрывает силовой транзисторный ключ 1.0 circuit: the key element 10 ballast resistor 9, the primary winding 11 of the switching transformer 12, also begins to flow current. On the secondary winding 13 of the transformer 12, an emf is induced, facilitating the opening of the power transistor switch 1, and on the secondary winding 4, an electromotive voltage (EMF) facilitating locking of the transistor 2. Opened emf more than the power transistor switch 1.
Q Процесс открывани транзистора развиваетс лавинообразно из-за наличи цепи 8 положительной обратной св зи (фиг. 2г, в момент времени to). Во вторичной обмотке 6 трансформатора 4 наводитс ЭДС, благодар которой энерги источника 5 посто н5 ного тока передаетс в нагрузку 7 (фиг. 2е) интервал времени to-ti). Процесс передачи энергии в нагрузку 7 происходит до тех пор, пока генератор 17 не сформирует запирающий и.мпульс напр жени дл ключевого элемента 10 на вторичной обмот1 сеQ The process of opening the transistor develops as an avalanche due to the presence of a positive feedback loop 8 (Fig. 2d, at time t). In the secondary winding 6 of the transformer 4, an emf is induced, due to which the energy of the source 5 of the direct current is transmitted to the load 7 (fig. 2e), the time interval to-ti). The process of transfer of energy to the load 7 occurs until the generator 17 forms a blocking voltage pulse for the key element 10 on the secondary winding
19 трансформатора 18 и отпирающий импульс напр жени на обмотке 20 дл блока 23 принудительного активного запирани , ноступающие на ei O вход 22 синхронизации .19 of the transformer 18 and the unlocking voltage pulse on the winding 20 for the forced active locking unit 23, arriving at the ei O sync input 22.
В момент времени t ключевой элемент 10 закрываетс (фиг. 2в), разрыва тем самым день 8 положительной обратной св зи. Ток в первичной обмотке 1 i трансформатора 12 уменьп аетс практически до нул . Во вторичной обмотке 13 наводитс ЭДСAt time t, the key element 10 is closed (Fig. 2c), thereby breaking the day 8 of the positive feedback. The current in the primary winding 1 i of the transformer 12 decreases almost to zero. In the secondary winding 13 is induced EMF
0 самоиндукции, способствуюпш запиранию силового транзистора 1, а во вторичной обмотке 14 -- ЭДС самоиндукции, способствующа открыванию силового транзисторного ключа 2. Одновре.менно с этим на управ.л ющих выходах 24 и 25 блока 230 self-induction, contributing to the locking of the power transistor 1, and in the secondary winding 14 - the EMF of self-induction, contributing to the opening of the power transistor switch 2. Simultaneously with this, the control outputs 24 and 25 of block 23
5 принудительного активного запирани по вл ютс напр жени , прикладываемые к переходу база - эмиттер силовых транзисторных ключей 1 и 2, пол рность которого снособ55 Forced active locking appears voltage applied to the base-to-emitter junction of power transistor switches 1 and 2, the polarity of which is removed5
ствует принудительному закрыванию силовых транзисторов 1 и 2. Величина запирающего напр жени больше величины ЭДС, способствующей открыванию силового транзисторного ключа 2.It promotes the forced closing of the power transistors 1 and 2. The magnitude of the blocking voltage is greater than the EMF value that facilitates the opening of the power transistor 2.
Силовой транзистор 1 закрываетс за счет активного закрывани , а силовой транзистор 2 остаетс в закрытом состо нии (фиг. 2 г и д, интервал времени ti-12). При этом потенциал на коллекторе силового транзистора 1 устанавливаетс равным сумме потенциалов источника 5 посто нного тока и ЭДС самоиндукции первичной обмотки 3 силового трансформатора 4, а потенциал на коллекторе силового транзистора 2 - разности потенциалов источника 5 посто нного тока и указанной ЭДС самоиндукции. При протекании тока по первичной обмотке 3 силового трансформатора 4 в его магнитопроводе накапливаетс энерги . Запасенной энергии в магнитопроводе силового трансформатора 4 должно быть достаточно, чтобы поддерживать практически неизменной ЭДС самоиндукции в течение времени ti - (2. Это вл етс первым необходимым условием устойчивой работы инвертора.The power transistor 1 is closed due to active closing, and the power transistor 2 remains in the closed state (Fig. 2 d and e, time interval ti-12). At the same time, the collector potential of the power transistor 1 is set equal to the sum of the potentials of the DC source 5 and the self-induced EMF of the primary winding 3 of the power transformer 4, and the collector potential of the DC transistor 2 is the potential difference of the DC source 5 and the specified self-induced EMF. When current flows through the primary winding 3 of the power transformer 4, energy is accumulated in its magnetic core. The stored energy in the magnetic core of the power transformer 4 should be enough to maintain a practically unchanged self-induced emf for a time ti - (2. This is the first necessary condition for the stable operation of the inverter.
Накопленную в магнитопроводе силового импульсного трансформатора энергию можно суцдественно увеличить за счет регулируемого немагнитного зазора в .магнитопроводе , поэтому предлагаемый .магнито- провод силового импульсного трансфор.ма- тора выполн етс с зазором, который можно регулировать. Таким образом, формируетс пауза на нуле и исключаетс режим сквозных токов силовых транзисторных ключей 1 и 2.The energy accumulated in the magnetic core of a power pulse transformer can be significantly increased due to an adjustable non-magnetic gap in the magnetic circuit, therefore the proposed magnetic circuit of the power pulse transformer is made with a gap that can be adjusted. Thus, a pause at zero is generated and the through-current mode of the power transistor switches 1 and 2 is eliminated.
В момент времени (2, после окончани действи запирающего импульса напр жени генератора 17 ключевой элемент 10 открываетс , а состо ние управл ющих выходов 24 и 25 блока 23 принудительного активного запирани таково, что не оказывает вли ни на работу силовых транзисторов 1 и 2. Так как между коллекторами силовых транзисторов 1 и 2 существует разность потенциалов, приблизительно равна удвоенному значению ЭДС самоиндукции первичной обмотки 3 трансформатора 4, то по цепи: коллектор силового транзисторного ключа 1 (лева полуобмотка 3 трансформатора 4), первична обмотка 11 трансформатора 12, балластный резистор 9, ключевой элемент 10, коллектор силового транзистора 2, начинает протекать ток.At the moment of time (2, after the termination of the blocking pulse, the voltage of the generator 17, the key element 10 is opened, and the state of the control outputs 24 and 25 of the block 23 of the forced active locking is such that it does not affect the operation of the power transistors 1 and 2. So as between the collectors of power transistors 1 and 2 there is a potential difference approximately equal to twice the EMF value of self-induction of the primary winding 3 of the transformer 4, then along the circuit: collector of power transistor switch 1 (left half winding 3 armature 4), the primary winding 11 of the transformer 12, the ballast resistor 9, the key element 10, the collector of the power transistor 2, begins to flow current.
Во вторичных обмотках 13 и 14 трансформатора 12 наводитс ЭДС, способствующа закрыванию силового транзистора 1 и открыванию силового транистора 2. Так как цепь 8 положительной обратной св зи замкнута, то процесс развиваетс лавинообразно и силовой транзистор 2 входит в режим насыщени (фиг. 2 д, моментIn the secondary windings 13 and 14 of the transformer 12, an electromotive force is induced to close the power transistor 1 and open the power transistor 2. Since the positive feedback circuit 8 is closed, the process develops like an avalanche and the power transistor 2 enters the saturation mode (Fig. 2 d, moment
времени to). Силовой транзистор 1 остаетс в закрытом состо нии, а потенциал на его коллекторе увеличиваетс до величины , равной удвоенному значению напр - с жени источника 5 посто нного тока (фиг. 2 г) и по цепи: плюсовой вывод источника 5 посто нно1 о тока, права полуобмотка первичной обмотки 3 трансформатора 4, переход коллектор - эмиттер силового транзистора 2, обща щина инвер 0 тора, минусовый вывод источника 5 посто нного тока, начинает протекать ток. Во вторичной обмотке 6 трансформатора 4 наводитс ЭДС (фиг. 2 е), момент времени t2-ta) и энерги источника 5 посто нного тока передаетс в нагрузку 7, что продолжаетс до момента времени 1з, когда генератор 17 снова формирует запирающий импульс дл ключевого элемента 10 и открывающий дл блока 23 принудительного активного закрывани . Далее процессы повтор 0 юте .time to). The power transistor 1 remains in the closed state, and the potential at its collector increases to a value equal to twice the voltage of the DC source 5 (Fig. 2 g) and along the circuit: the positive terminal of the source 5 constant current, right the semi-winding of the primary winding 3 of the transformer 4, the collector-emitter junction of the power transistor 2, the total torus inverter 0, the negative terminal of the DC source 5, current begins to flow. In the secondary winding 6 of the transformer 4, an electromotive force (Fig. 2e) is induced, the time t2-ta) and the energy of the constant current source 5 is transferred to the load 7, which continues until time point 3, when the generator 17 again forms a locking pulse for the key element 10 and opening for the forced active closing unit 23. Further, the processes of repetition 0 yute.
Дл того, чтобы параметры переключающего трансформатора 12 не оказывали вли ни на процесс переключе1П1Я силовых транзисторных ключей 1 и 2, необходимо , чтобы он работал в линейном ре5 жиме. Дл этого трансформатор 12 выполн ют так. чтобы в течение каждого рабочего полупериода, даже при максимальной длительности этого нолупериода, приращение индукции в магнитопроводе переключающего трансформатора 12 было намного меньп1е его индукции насыщени . В этом случае он будет всегда на частоте переключени инвертора работать в линейном режи.ме. Это второе необходимое условие дл нормальной работы предлагаемого инвертора .In order for the parameters of the switching transformer 12 not to affect the switching process of the power transistor switches 1 and 2, it is necessary that it be operated in linear mode. For this, transformer 12 is made as follows. so that during each working half-period, even with the maximum duration of this noluperiod, the induction increment in the magnetic circuit of the switching transformer 12 is much less than its saturation induction. In this case, it will always operate in the linear mode of the inverter in the linear mode. This is the second necessary condition for the normal operation of the proposed inverter.
Предлагаемый транзисторный инвертор по сравнению с известным полностью устран ет коммутационные перегрузки силовых транзисторных ключей, обеспечивает возможность задани частоты переключени ин0 вертора, не завис щей от разброса параметров элементов инвертора. Кроме того, обеспечивает одинаковую длительность обоих полупериодов, т. е. устран ет подмагни- чивание силового импульсного трансформатора и обеспечивает быстрое закрываниеThe proposed transistor inverter, in comparison with the known one, completely eliminates switching overloads of power transistor switches, makes it possible to set the switching frequency of the inverter, independent of the variation of the parameters of the inverter elements. In addition, it provides the same duration of both half-periods, i.e., it eliminates the magnetisation of the power pulse transformer and ensures quick closing
00
5five
СИЛОВОГО транзисторного ключа путем егоPOWER transistor switch by
активного запирани , что способствует существенному у.меньп1ению динамических потерь . Вследствие этого повышаетс надежность работы отдельных элементов и инвер- „ тора в целом.active locking, which contributes to a significant reduction in dynamic losses. As a result, the reliability of the individual elements and the inverter as a whole increases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843785170A SU1203663A1 (en) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | D.c.voltage converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843785170A SU1203663A1 (en) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | D.c.voltage converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1203663A1 true SU1203663A1 (en) | 1986-01-07 |
Family
ID=21136460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU843785170A SU1203663A1 (en) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | D.c.voltage converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1203663A1 (en) |
-
1984
- 1984-08-27 SU SU843785170A patent/SU1203663A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ромаш Э. М. Источники вторичного электропитани радиоэлектронной аппаратуры.- М.: Радио и св зь, 1981, с. 151 -156. Авторское свидетельство СССР № 807256, кл. G 05 F 1/64, 1978. Современные задачи преобразовательной техники. /Тезисы докладов Всесоюзной технической конференции. - Киев, сент брь 1975, ч. 4, с. 315-325. Моин В. С. и др. Стабилизированные транзисторные преобразователи.- М: Энерги , 1972, с. 304-306. Авторское свидетельство СССР № 584299, кл. G 05 F 1/56, 1976. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1203663A1 (en) | D.c.voltage converter | |
| SU1755354A1 (en) | Voltage converter | |
| SU1134998A1 (en) | Voltage converter | |
| SU1714776A1 (en) | Two-stage dc voltage converter | |
| SU603071A1 (en) | Single-phase frequency doubler | |
| SU1267554A1 (en) | One-step d.c.voltage converter | |
| SU1734178A1 (en) | Transformer of dc voltage into ac voltage | |
| SU1089754A1 (en) | Device for adjusting voltage converter | |
| SU765993A1 (en) | Alternating pulse shaper | |
| RU2043695C1 (en) | Pulsed secondary power supply | |
| SU1739459A1 (en) | Inverter control method | |
| SU1267569A1 (en) | Voltage converter | |
| SU860311A2 (en) | Magnetic transistor dc switch | |
| SU1698962A1 (en) | Pulse former for controlling transistorized inverter | |
| SU1522363A1 (en) | Dc to dc voltage converter | |
| SU1705984A1 (en) | Regulated dc voltage converter | |
| SU612369A1 (en) | Inverter with staircase-shaped output voltage curve | |
| SU1354358A1 (en) | D.c.voltage converter | |
| SU1480058A1 (en) | Single-clock converter | |
| SU1141545A1 (en) | Transistor d.c.voltage converter | |
| SU1432690A1 (en) | Stabilized converter | |
| SU1453385A1 (en) | Gate-type d.c. voltage stabilizer | |
| SU1034136A1 (en) | Adjustable voltage converter | |
| SU1760617A1 (en) | Push-pull inverter | |
| SU1272369A1 (en) | Device for switching a.c.voltage |